数据库复习

数据管理技术的3个阶段

产生于上世纪60年代中期，40余年间经历了三代演变：

? 第一代：层次、网状数据库技术 ? 第二代：关系数据库技术

? 第三代：面向新一代应用的数据库技术

四个基本概念

数据是数据库中存储的基本对象 数据的定义

描述事物的符号记录 数据的特点

数据与其语义是不可分的 语义：对数据含义的说明 数据库的定义

数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。

数据库的基本特征

数据按一定的数据模型组织、描述和储存 可为各种用户共享 冗余度较小 数据独立性较高 易扩展 什么是DBMS

位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 DBMS的用途

科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据 DBS的构成

数据库

数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统

数据库管理员

什么是数据管理

对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护 数据处理的中心问题

数据管理技术的发展过程

人工管理阶段（20世纪40年代中—50年代中） 文件系统阶段（20世纪50年代末—60年代中） 数据库系统阶段（20世纪60年代末—现在） 数据库系统的特点

数据结构化

数据的共享性高，冗余度低，易扩充 数据独立性高

数据由DBMS统一管理和控制

DBMS提供的数据控制功能

(1)数据的安全性（Security）保护

保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。 (2)数据的完整性（Integrity）检查

将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。 (3)并发（Concurrency）控制

对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。 (4)数据库恢复（Recovery）

将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。

数据模型分为两类

(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。

(2) 逻辑模型和物理模型 按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS的实现。 什么是数据结构

描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系 数据操作

对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作及有关的操作规则 信息世界中的基本概念

产品(1) 实体（Entity）

m客观存在并可相互区别的事物称为实体。

可以是具体的人、事、物或抽象的概念。 组成(2) 属性（Attribute） n实体所具有的某一特性称为属性。 n零件储存一个实体可以由若干个属性来刻画。 m(3) 码（Key）

制造唯一标识实体的属性集称为码。

n存放(4) 域（Domain）

n材料属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type）

用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型 (6) 实体集（Entity Set）

同一类型实体的集合称为实体集 (7) 联系（Relationship）

现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。

实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系 1:1 1:n n:m

练习1：某工厂生产若干种产品，每种产品由不同零件组成，有的零件可用在不同的产品上。这些零件由不同的原料制成，不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在不同的仓库中，原来按照类别放在不同的仓库中。

层次模型的特点：

L仓库1

结点的双亲是唯一的

只能直接处理一对多的实体联系

每个记录类型可以定义一个排序字段，也称为码字段 任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义 没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在 优点

层次模型的数据结构比较简单清晰

查询效率高，性能优于关系模型，不低于网状模型 层次数据模型提供了良好的完整性支持 缺点

多对多联系表示不自然

对插入和删除操作的限制多，应用程序的编写比较复杂 查询子女结点必须通过双亲结点

由于结构严密，层次命令趋于程序化

网状数据模型特点

优点

能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲 具有良好的性能，存取效率较高 缺点

结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握

DDL、DML语言复杂，用户不容易使用

记录类型联系变动后涉及链接指针的调整，扩充和维护都比较复杂

关系数据模型的优缺点

优点

建立在严格的数学概念的基础上

可以描述一对一、一对多和多对多的联系 概念单一

实体和各类联系都用关系来表示 对数据的检索结果也是关系

存取路径对用户透明

用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干” 具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作

缺点

存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型

为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化增加了开发DBMS的难度

主从式结构的数据库系统

优点

易于管理、控制与维护。 缺点

当终端用户数目增加到一定程度后，主机的任务会过分繁重，成为瓶颈，从而使系统性能下降。

系统的可靠性依赖主机,当主机出现故障时，整个系统都不能使用。

模式（也称逻辑模式）

数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述

所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求 外模式（也称子模式或用户模式）

数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述

数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示 内模式（也称存储模式）

是数据物理结构和存储方式的描述 是数据在数据库内部的表示方式 数据库的内模式

依赖于它的全局逻辑结构

独立于数据库的用户视图，即外模式 独立于具体的存储设备

将全局逻辑结构中所定义的数据结构及其联系按照一定的物理存储策略进行组织，以达到较好的时间与空间效率 数据库的外模式

面向具体的应用程序 定义在逻辑模式之上

独立于存储模式和存储设备 当应用需求发生较大变化，相应外模式不能满足其视图要求时，该外模式就得做相应改动

设计外模式时应充分考虑到应用的扩充性

数据库的二级映像

保证了数据库外模式的稳定性 从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改 基本关系的性质

① 列是同质的（Homogeneous） ② 不同的列可出自同一个域

其中的每一列称为一个属性 不同的属性要给予不同的属性名

③ 列的顺序无所谓，列的次序可以任意交换

④ 任意两个元组的候选码不能相同

⑤ 行的顺序无所谓，行的次序可以任意交换 ⑥ 分量必须取原子值

这是规范条件中最基本的一条

关系运算

选择 投影 连接 象集 除运算(得到选修了全部课程的学生)

规则2.1 实体完整性规则（Entity Integrity）

若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值 实体完整性规则的说明

(1) 实体完整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。

(2) 现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。 (3) 关系模型中以主码作为唯一性标识。 (4) 主码中的属性即主属性不能取空值。

主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这与第（2）点相矛盾，因此这个规则称为实体完整性

外码

设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码

基本关系R称为参照关系（Referencing Relation） 基本关系S称为被参照关系（Referenced Relation）或目标关系（Target Relation） 规则2.2 参照完整性规则

若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：

或者取空值（F的每个属性值均为空值） 或者等于S中某个元组的主码值

Sql优点

1.综合统一 2.高度非过程化

3.面向集合的操作方式 4.多种使用方式

5.语言简洁，易学易用 数据定义（DDL）

定义、删除、修改基本表（Base Table） 定义、删除视图（View） 定义、删除索引（Index） 数据操纵（DML）

数据查询

数据增、删、改 数据控制（DCL）

用户访问权限的授予、收回

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